SciPy

27 Січня, 2017 0

SciPy – свободная библиотека для языка программирования Python с открытым исходным кодом, предназначенная для выполнения научных и инженерных расчётов.

Основной структурой данных в SciPy является многомерный массив, реализованный модулем NumPy (более старые версии SciPy использовали модуль Numeric).

Библиотека SciPy доступна для операционных систем Microsoft Windows, Linux, Debian, Ubuntu и Fedora.

Возможности SciPy

Поиск минимумов и максимумов функций;
Вычисление интегралов функций;
Поддержка специальных функций;
Обработка сигналов;
Обработка изображений;
Работа с генетическими алгоритмами;
Решение обыкновенных дифференциальных уравнений;
И другое.

Целевая аудитория – пользователи продуктов MATLAB и Scilab.

Для визуализации результатов расчётов часто применяется библиотека Matplotlib, являющаяся аналогом средств вывода графики MATLAB.

Библиотека SciPy распространяется по условиям лицензии BSD. Разработчиков финансирует фирма «Enthought».

Модули SciPy

Обзор

Доступные субпакеты:

constants
Физические константы и коэффициенты пересчёта (с версии 0.7.0).

cluster
Векторное квантование.

fftpack
Дискретные алгоритмы преобразования Фурье.

integrate
Инструменты для интегрирования.

interpolate
Инструменты для интерполяции.

io
Ввод-вывод данных.

lib
Работа со сторонними библиотеками.

linalg
Линейная алгебра.

misc
Разное.

optimize
Средства оптимизации.

sandbox
Экспериментальный код.

signal
Обработка сигналов.

sparse
Поддержка разреженных матриц.

special
Специальные функции.

stats
Статистические функции.

weave
Использование кода, написанного на языках C и C++.

Расширяемость

Функциональность библиотеки SciPy можно расширить с помощью других инструментов. Примеры.

Графика
Для отрисовки двухмерной предназначено несколько библиотек: Matplotlib (рекомендуется), HippoDraw, Chaco, Biggles, Python Imaging Library, MayaVi (поддерживает трёхмерную графику).

Оптимизация
Библиотеки для оптимизации: optimize (модуль встроен в SciPy), OpenOpt (предоставляет больше пакетов и решателей).

Анализ данных
Модуль RPy позволяет выполнять анализ данных с помощью языка программирования R.

База данных
Библиотека SciPy может взаимодействовать с PyTables – иерархической базой данных, разработанной для управления большими объёмами данных; данные хранятся в файлах формата HDF5.

Интерактивная оболочка
IPython – это интерактивная среда для ввода и отладки кода, аналог оболочки MATLAB.

Символьная математика
Библиотеки для символьных вычислений: PyDSTool, Symbolic и SymPy.